用光和纳米温度计焊接伤口

并不是所有的伤口都可以用针和线缝合。Empa研究人员现已开发出一种使用纳米颗粒的焊接工艺，可以温和地融合组织。焊接技术有望防止伤口愈合障碍和因缝线渗漏而危及生命的并发症。

该团队最近在《小方法》杂志上发表了这一有前景的方法这一有前景的方法，并申请了专利。

5000多年前，人类就想出了用针线缝合伤口的想法。从那时起，这种手术原理就没有太大变化：根据手术者的指尖感觉和设备，组织中的切口或撕裂可以或多或少完美地连接在一起。一旦伤口两侧整齐地固定在一起，身体就可以开始以自然的方式永久闭合组织间隙。

然而，缝合并不总是能达到预期效果。在非常柔软的组织中，线可能会割断组织并造成额外的伤害。如果伤口闭合没有密封内脏，渗透性缝线可能会造成危及生命的问题。Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员现已找到一种使用激光焊接伤口的方法。

实时控制温度

焊接通常涉及通过熔化的粘合剂通过热量将材料连接在一起。对于生物材料来说，这种热反应必须保持在狭窄的范围内，同时难以以非侵入性方式测量温度，这一事实一直是焊接工艺在医学中应用的一个问题。

因此，由来自圣加仑Empa粒子生物相互作用实验室和苏黎世联邦理工学院纳米粒子系统工程实验室的OscarCipolato和IngeHerrmann领导的团队修补了一种智能伤口闭合系统，在该系统中可以温和有效地控制激光焊接。为此，他们开发了一种含有金属和陶瓷纳米粒子的粘合剂，并使用纳米测温法来控制温度。

新焊接工艺的优雅还基于粘合蛋白质明胶糊中两种类型纳米颗粒的相互作用。当浆料受到激光照射时，氮化钛纳米颗粒将光转化为热。另一方面，浆料中特殊合成的钒酸铋颗粒充当微型荧光纳米温度计。它们以与温度相关的方式发射特定波长的光，从而实现极其精确的实时温度调节。

这使得该方法特别适合在微创手术中使用，因为它不需要搅拌，并且可以以极精细的空间分辨率确定浅表和深层伤口的温差。

温和的红外线

一旦团队通过计算机数学模型优化了“iSoldering”(智能焊接)的条件，研究人员就能够研究复合材料的性能。该团队与苏黎世大学医院、美国克利夫兰诊所和捷克查尔斯大学的外科医生一起，在对各种组织样本的实验室测试中，实现了胰腺或肝脏等器官伤口的快速、稳定和生物相容性粘合。

同样成功且温和的是，使用iSoldering密封了特别具有挑战性的组织块，例如尿道、输卵管或肠道。该纳米颗粒复合材料现已申请专利。

但研究人员并没有就此止步。他们成功地用更温和的红外(IR)光取代了激光光源。这使得焊接技术距离在医院的应用又近了一步。Empa研究员IngeHerrmann表示：“如果使用经医学认可的红外灯，则创新的焊接技术可以在传统手术室中使用，而无需额外的激光保护措施。”

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